葉片疲勞測試裝置及使用其測試葉片的疲勞強度的方法與流程

本發明涉及一種葉片疲勞測試裝置及使用其測試葉片的疲勞強度的方法。

背景技術：

隨著煤、石油、天然氣等傳統化石能源耗盡時間表的日益臨近，風能的開發和利用越來越得到人們的重視，風能與核能和太陽能并列成為三大清潔能源。2014年，中國風電并網總量達到9637萬千瓦，占上網總電量的2.78％，風電已超過核電成為繼煤電和水電之后的第三大主力電源。根據十三五規劃到2020年風電將達到2億千瓦以上。根據gl規范要求，風機葉片必須通過疲勞測試過程才能進行量產階段。葉片的疲勞測試一般需要3個月的時間，在葉片疲勞測試過程中，增加疲勞設備的壽命周期，降低設備的磨損是一項關鍵技術。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是為了增加疲勞設備的壽命周期，降低設備的磨損，提供一種葉片疲勞測試裝置及使用其測試葉片的疲勞強度的方法。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種葉片疲勞測試裝置，所述葉片疲勞測試裝置用于測試葉片的疲勞強度，其包括：

夾具，所述夾具用于夾持所述葉片；

激振器，所述激振器能夠使得所述葉片以所述葉片的固有頻率振動；

所述葉片疲勞測試裝置還包括阻尼調節器，所述阻尼調節器設置在所述葉片上，用于調節所述葉片受到的空氣阻尼，

其中，所述阻尼調節器包括第一部分和第二部分，所述第一部分的第一 表面的形狀與所述葉片的上表面的形狀匹配，所述第二部分的第二表面的形狀與所述葉片的下表面的形狀匹配，所述第一部分的橫截面的寬度從所述第一表面開始向遠離所述第一表面的方向逐漸減小，所述第二部分的橫截面的寬度從所述第二表面開始向遠離所述第二表面的方向逐漸減小。

優選地，所述葉片疲勞測試裝置還包括多個配重器，所述配重器設置在所述葉片上，用于增加所述葉片的配重。

優選地，所述阻尼調節器的橫截面的形狀為菱形。

優選地，所述第一部分和所述第二部分的橫截面的形狀均為三角形。

優選地，所述阻尼調節器的橫截面的高度在所述阻尼調節器的一個長度方向上逐漸減小。

優選地，所述第一部分和所述第二部分的橫截面的高度均在所述長度方向上逐漸減小。

優選地，在所述阻尼調節器的各個橫截面上，所述第一部分和所述第二部分的高度相等。

優選地，所述第一部分的橫截面的最大高度為1212mm-1818mm。

優選地，所述第一部分的橫截面的最大高度為1515mm。

優選地，所述第一部分的橫截面的最小高度為816mm-1224mm。

優選地，所述第一部分的橫截面的最小高度為1020mm。

優選地，所述阻尼調節器的長度為8000mm-12000mm。

優選地，所述阻尼調節器的長度為10000mm。

優選地，所述阻尼調節器是分段成型的。

一種使用上述的葉片疲勞測試裝置測試葉片的疲勞強度的方法，其包含以下步驟：

s1：將所述葉片的根部固定在所述夾具上；

s2：將所述激振器設置在所述葉片的長度方向上的中間位置；

s3：將所述阻尼調節器固定在所述葉片上；

s4：啟動所述激振器；

s5：記錄數據。

優選地，在步驟s3中，在將所述阻尼調節器固定到所述葉片上之后，將多個配重器固定在所述葉片的長度方向上的多個位置。

優選地，在步驟s3中，將所述第一表面貼合所述上表面，將所述第二表面貼合所述下表面，并且用塑料薄膜包裹所述阻尼調節器。

優選地，在步驟s3中，使得所述阻尼調節器的橫截面的高度較低的一端更靠近所述葉片的尖端并且所述阻尼調節器的橫截面的高度較高的一端更靠近所述葉片的根部。

優選地，在步驟s3中，所述阻尼調節器設置在相對于所述葉片的根部更靠近所述葉片的尖端的位置。

優選地，在步驟s3中，所述阻尼調節器設置在從所述尖端開始的所述葉片的總長度的十分之三的長度范圍內。

本發明的積極進步效果在于：該葉片疲勞測試裝置及使用其測試葉片的疲勞強度的方法可以增加疲勞設備的壽命周期，降低設備的磨損。

附圖說明

圖1為本發明的實施例的葉片疲勞測試裝置的立體圖；

圖2為圖1的阻尼調節器的立體圖；

圖3為圖1的阻尼調節器的側視圖；

圖4為圖1的阻尼調節器的截面圖。

具體實施方式

下面結合附圖，通過實施例的方式進一步說明本發明，但并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。

如圖1所示，葉片疲勞測試裝置1用于測試葉片的疲勞強度，其包括：夾具2，該夾具2用于夾持葉片6；激振器3，該激振器3能夠使得葉片6以葉片6的固有頻率振動。葉片疲勞測試裝置1還包括阻尼調節器5，該阻 尼調節器5設置在葉片6上，用于調節葉片6受到的空氣阻尼。葉片疲勞測試裝置1還包括多個配重器4，配重器4設置在葉片6上，用于增加葉片6的配重。

如圖2所示，阻尼調節器5包括第一部分51和第二部分52，該第一部分51的第一表面53的形狀與葉片6的上表面的形狀匹配，該第二部分52的第二表面54的形狀與葉片6的下表面的形狀匹配，該第一部分51的橫截面的寬度從第一表面53開始向遠離第一表面53的方向逐漸減小，第二部分54的橫截面的寬度從第二表面54開始向遠離第二表面54的方向逐漸減小。為了說明上述橫截面的寬度，在圖4中，標示了第一表面53的最大寬度w1和第二表面54的最大寬度w2。優選地，阻尼調節器6的橫截面的形狀大致為菱形。此時，第一部分51和第二部分52的橫截面的形狀均為大致的三角形。此時，第一表面53和第二表面54的最小寬度都為0。當然，第一部分51和第二部分52的橫截面的形狀不限于三角形，也可以是梯形、半圓形等。

如圖3所示，阻尼調節器5的橫截面的高度在阻尼調節器5的一個長度方向(箭頭a所標示的方向)上逐漸減小。此時，第一部分51和第二部分52的橫截面的高度均在長度方向上逐漸減小。

優選地，在阻尼調節器5的各個橫截面上，第一部分51和第二部分52的高度相等。優選地，第一部分51的橫截面的最大高度h為1212mm-1818mm。優選地，第一部分51的橫截面的最大高度h為1515mm。優選地，阻尼調節器5的橫截面的最小高度h為816mm-1224mm。優選地，阻尼調節器5的橫截面的最小高度h為1020mm。由于第一部分51和第二部分52的高度可以相等，因此，第二部分52的橫截面的最大高度和最小高度也可以采用第一部分51的取值范圍。優選地，阻尼調節器5的長度為8000mm-12000mm。更優選地，阻尼調節器5的長度l為10000mm。阻尼調節器5可以是一體成型的，也可以是分段成型的。阻尼調節器5的材料優選地為泡沫塑料。

一種使用上述葉片疲勞測試裝置1測試葉片的疲勞強度的方法，其包含 以下步驟：

s1：將葉片6的根部62固定在夾具2上；

s2：將激振器3設置在葉片6的長度方向上的中間位置；

s3：將阻尼調節器5固定在葉片6上；

s4：啟動激振器3；

s5：記錄數據。

優選地，在步驟s3中，在將阻尼調節器5固定到葉片6上之后，將多個配重器4固定在葉片6的長度方向上的多個位置。

優選地，在步驟s3中，將第一表面53貼合葉片6的上表面，將第二表面54貼合葉片6的下表面，并且用塑料薄膜包裹阻尼調節器5。

優選地，在步驟s3中，使得阻尼調節器5的橫截面的高度較低的一端更靠近葉片6的尖端61并且阻尼調節器的橫截面的高度較高的一端更靠近葉片6的根部62。

優選地，在步驟s3中，阻尼調節器5設置在相對于葉片6的根部62更靠近葉片6的尖端61的位置。

優選地，在步驟s3中，阻尼調節器5設置在從尖端61開始的葉片6的總長度的十分之三的長度范圍內。

根據本實施例的葉片疲勞測試裝置1由于在靠近葉片尖端的部位設置了阻尼調節器5，因而減少了葉片振動過程中與空氣接觸的阻力達到改變葉片阻尼的目的，如果該阻尼調節器5與空氣接觸的外表面是流線型，則效果更佳。另外阻尼調節器5的外表面采用透塑料薄膜包裹，進一步減少了空氣阻力，從而降低了設備磨損，增加了葉片疲勞測試裝置1的壽命周期。此外，由于阻尼調節器5一般體積較大，重量可達200kg，其在增加阻尼的過程中同時在葉尖增加配重，為葉片提供了更大的加載力，從而縮短了測試時間。

雖然以上描述了本發明的具體實施方式，但是本領域的技術人員應當理解，這僅是舉例說明，本發明的保護范圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式 作出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發明的保護范圍。